Grafitt med høy-renhet og grafittmaterialer er to nært beslektede, men vesentlig forskjellige konsepter. Enkelt sagt er "grafitisering" en prosess, mens "høy renhet" er en tilstand.
Nedenfor vil jeg forklare deres forskjeller og sammenhenger i detalj fra aspektene ved definisjon, prosess, strukturelle egenskaper og applikasjoner.
Kjernesammendrag
• Graphitized materials: refer to any carbon material that has undergone high-temperature heat treatment (usually >2500 grader), transformerer dets indre karbonatomer fra et uordnet arrangement til en ordnet grafittkrystallstruktur. Nøkkelen ligger i graden av perfeksjon av krystallstrukturen.
• Grafitt med høy-renhet: refererer til kunstige grafittmaterialer med høy grad av grafitisering og ekstremt lavt innhold av urenheter (vanligvis askeinnhold<100ppm). It emphasizes both structure and purity.
Kort sagt: Grafitt med høy-renhet er nødvendigvis et grafittmateriale, men et grafittmateriale er ikke nødvendigvis grafitt med høy-renhet.
Detaljert sammenligning
• Kjernedefinisjon:
º Grafitiserte materialer: Karbonmaterialer som har gjennomgått "grafitiserings"-prosessen og har en foreløpig eller høyt utviklet grafittkrystallstruktur.
• Grafitt med høy-renhet: Kunstig grafitt med ekstremt lavt innhold av urenheter etter dyprensing.
• Nøkkelprosesser:
• Grafittiserte materialer: Høy-temperatur varmebehandling (grafitisering): Amorft karbon omdannes til grafittkrystaller ved 2500–3000 grader.
• Grafitt med høy-renhet:
1. Grafitisering
2. Rensing: Basert på grafitisering fjernes urenheter ved å reagere med halogengasser som klor og Freon ved høye temperaturer.
• Mikrostruktur:
• Grafittiserte materialer: Ikke bare har de en vel-utviklet grafittkrystallstruktur, men et stort antall urenhetsatomer (som Fe, Si, Al, Ca osv.) fjernes også fra strukturen, noe som resulterer i et "renere" krystallgitter.
• Grafitt med høy-renhet: Ikke bare har de en vel-utviklet grafittkrystallstruktur, men et stort antall urenhetsatomer (som Fe, Si, Al, Ca osv.) fjernes også fra strukturen, noe som resulterer i et "renere" krystallgitter.
• Nøkkelytelsesegenskaper:
º Grafitiserte materialer:
1. Betydelig forbedret elektrisk og termisk ledningsevne
2. Forbedret termisk stabilitet
3. Forbedret kjemisk stabilitet
4. Forbedret smøreevne
º Høy-renhetsgrafitt:
1. Har alle de utmerkede egenskapene til grafittiserte materialer
2. Ekstremt høy kjemisk renhet
3. Overlegen termisk støtmotstand
4. Mer stabil ytelse i høye-temperaturer eller sensitive miljøer
• Hovedapplikasjoner:
º Grafitiserte materialer:
1. Litium-ionbatterianodemateriale
2. Elektrode for vanlige lysbueovner/raffineringsovner
3. Støpeformer
4. Vanlige digler, varmeelementer
º Høy-renhetsgrafitt:
1. Halvlederindustri: varm sone og smeltedigel for enkelt-silisiumtrekkovner
2. Fiberoptiske preformavsetningsovner
3. Elektroder for høy-elektrisk utladning (EDM).
4. Presisjonsmetallurgi, romfart
5. Atomreaktorer (nøytronmoderatorer, reflektorer)
Sammendrag og analogi: For å forstå dette mer levende kan vi bruke en analogi: Vanlige karbonmaterialer (som kullblokker): som et vanlig trestykke.
Grafitiserte materialer: Som et stykke behandlet tre av-kvalitet, med en tettere struktur og bedre ytelse. De kan brukes til å lage møbler (tilsvarer vanlige elektroder og former).
Grafitt med høy-renhet: I likhet med et sjeldent tre som har gjennomgått spesialbehandling og tørking for å lage musikkinstrumenter på topp-nivå, har det ikke bare en utmerket struktur, men også jevn indre stress, er feilfritt og har ekstremt høy stabilitet. Den brukes til å produsere pianolydplanker (tilsvarende halvledervarmeelementer og fiberoptiske ovner).
